(CRC) bit, Open Microbit-szerű jelvény: 10 lépés

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:47

A mikrobit jelvényt körülbelül 1 éve használtuk a robotika tanítására. Kiváló oktatási eszköz.

Az egyik legértékesebb tulajdonsága, hogy kézben tartja. Ez a rugalmasság nagyszerű betekintést nyújt az oktatási közösségbe.

Négy hónappal ezelőtt elkezdtünk modellt tervezni a gyártók számára. Arra gondolva, hogy ha sikeres lesz, akkor nyílt termékké válhat a tanárok számára.

Milyen jellemzőket szeretnénk hozzáadni a jelvényhez:

• ESP32 processzor (Arduino -kompatibilis)
• 6 tengelyes IMU
• Neopixelek mátrixa RGB, 8 x 5
• Hangszóró DAC -on keresztül
• Két nyomógomb
• GPIO bővítőport (5V toleráns)

Ebben az oktatható fejezetben elmagyarázzuk az építés lépéseit.

1. lépés: Vázlatos tervezés

Mellékeljük a crcbit első verziójának sematikáját. A protoboardon különféle teszteket kellett elvégeznünk az alkatrészek beállításához.

A sémában értékelhetjük a tábla szívét, amely egy ESP32. Látjuk a 6 tengelyes IMU-t, egy kis hangszóró-erősítő áramkört és két kétirányú logikai szintváltó lapot is.

Végül a teljes Neopixels kezelő áramkör, amely 6 csík neopixelt tartalmaz, egyenként 8 LED -et. Egy 3V3 voltos főáramkörrel, amely MOSFET -el rendelkezik a szoftverrel vezérelt GPIO -n keresztül történő csatlakoztatáshoz és leválasztáshoz.

A tápegységhez olyan JST csatlakozót választottunk, amely erősebb, mint a mikro USB csatlakozó, ha mozog.

2. lépés: Áramellátó rendszer

Mivel a tábla 40 neopixellel, ESP32 -vel és hangszóróval rendelkezik; Az erősítő fogyasztása nagyon magas.

Abban az esetben, ha a 40 neopixelt maximális fényerőre kapcsoljuk, akkor közel 1,5 amper leszünk.

Úgy döntöttünk, hogy a táblát 5V -ról tápláljuk. Könnyen használható bármilyen power bank. Az 5V -os tápfeszültséget az ESP32 tápellátására használják, amely már rendelkezik 3V3 -as szabályozóval. A kétirányú szintváltónak köszönhetően 5 V-os tűrő jeleket is adhat.

A neopixelekhez áramszünetet és lekapcsolási áramkört használunk 3V3 feszültségnél. Így a fogyasztást 250 milliamperre csökkentjük, és szoftver segítségével szabályozhatjuk a neopixelek teljesítményét.

3. lépés: Mire van szükségünk

Először készítsünk néhány dolgot.

Minden esetben olyan alkatrészeket kerestünk, amelyek könnyen hegeszthetők és könnyen megvásárolhatók a helyi elektronikai üzletekben.

Ennek ellenére egyes alkatrészeket nem könnyű megtalálni, és jobb türelmesen megrendelni őket a kínai piacon.

A szükséges összetevők listája a következő:

• 1 x ESP32 mini formátum
• 2 x kétirányú logikai szintváltó
• 1 x 6 tengelyes IMU
• 1 x hangszóró
• 1 x teljesítményű MOSFET
• 1 x 3V3 feszültségesés
• 2x nyomógomb
• 1 x LDR
• 6 x 8 neopixel csík

… És néhány tipikus diszkrét alkatrész

4. lépés: Neopixel csíkok feltörése a forrasztás megkönnyítése érdekében (I)

A legnehezebben összeállítható és forrasztható rész a Neopixels csíkok.

Ehhez létrehoztunk egy 3D nyomtatott eszközt, amely az 5 neopixel csíkot a megfelelő helyzetben tartja. Ily módon helyesen illeszkednek.

Ugyanakkor a szerszám lehetővé teszi, hogy kis fémszalagokat hegesztsünk, hogy megkönnyítsük a forrasztást, mivel a szalagok megfordulnak.

Javasoljuk, hogy gyakoroljon korábban, mivel ez a folyamat nehéz.

5. lépés: Hackin neopixel csíkok a forrasztás megkönnyítése érdekében (II)

A fájlokat STL formátumban csatoljuk, hogy ki tudjuk nyomtatni a rögzítő eszközt.

Az alkatrészek 3D -ben történő nyomtatásához nincs szükség speciális konfigurációra. Könnyen nyomtathatók, de nagyon hasznosak.

6. lépés: Egyedi PCB

Az alkatrészek száma és mérete miatt a prototípusból egy univerzális PCB -n vándorolunk, hogy egyedi PCB -t hozzunk létre.

Feltöltöttük a NYÁK tervezését a PCBWay -re, hogy megosszuk azt a közösséggel és azokkal a gyártókkal, akik össze akarják szerelni.

A nagyobb rugalmasság érdekében a Gerber -fájlokat is csatoljuk.

7. lépés: Hardvercsatlakozás (egyedi PCB)

Ha egyedi PCB -vel rendelkezünk, a többi alkatrész könnyen forrasztható, mivel mindegyik 2,54 mm -es csapszalagokkal van ellátva.

A mellékelt képek jó felbontásúak, hogy lássák az alkatrészek helyzetét.

8. lépés: Szoftver és firmware

A tábla nem igényel külön szoftvert, mivel közvetlenül az Arduino IDE -vel működik. Csak be kell állítanunk az Arduino IDE -t az ESP32 -vel való együttműködésre, egy jó bemutató lépésről lépésre:

www.instructables.com/id/ESP32-With-Arduin…

És a perifériák működéséhez hozzá kell adnunk ezeket az Arduino könyvtárakat:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Az első teszt, amelyet annak érdekében tettünk, hogy meggyőződjünk arról, hogy minden megfelelően működik, a pixeles mikrobit szív.

9. lépés: Jó szórakozást

10. lépés: Következő…

Ez egy nyitott projekt.

Eddig (CRC) bit még mindig egyszerű és nyers. Hisszük, hogy a közösség segítségével egyre jobban fel fog nőni.

És ezért szeretik az emberek a nyílt forráskódot és a közösséget.

Ha jobb ötlete van, vagy javított valamit, ossza meg!

Egészségére